懸掛式起重機(jī)設(shè)計

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1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 前言 1.1起重機(jī)的介紹 起重機(jī)屬于能作循環(huán)的間歇運動的重要機(jī)械的一種。一個工作循環(huán)包括：首先是取物裝置先從取物的地點把物品迅速取走，然后平穩(wěn)的移動到設(shè)定地點處降下物品，然后再進(jìn)行反方向的運動，使取物裝置能夠順利返回到原來位置，以便有利于進(jìn)行下一次的循環(huán)。起重機(jī)是用來提升或降落物品和人的，有些起重機(jī)還能使相關(guān)的這些物品和人員在它的工作范圍內(nèi)作水平的或者是空間的移動的機(jī)械。我們通常把取物裝置往往懸掛在可以沿橋架運行的起重小車上或運行式葫蘆上的起重機(jī)稱為懸掛式起重機(jī)，懸掛式起重機(jī)可以適用于機(jī)械加工或裝配車間等場合。起重量一般不要求很大 隨著科技的發(fā)展生產(chǎn)規(guī)模也日益的擴(kuò)

2、大，要求機(jī)械特別是起重機(jī)要滿足現(xiàn)在化社會化專門化的生產(chǎn)要求，于是各種專門用途的起重機(jī)也相繼出現(xiàn)在很多重要的部門中，它不僅僅是生產(chǎn)過程中的輔助機(jī)械而且已成為生產(chǎn)流水線上的不可或缺的重要的機(jī)械設(shè)備之一，它的發(fā)展對國民建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。 1.2起重機(jī)設(shè)計的總體方案 本次起重機(jī)設(shè)計的主要數(shù)據(jù)參數(shù)如下所示： 起重機(jī)的設(shè)計參數(shù)是指：起重量 、跨度、和懸臂長度、起升高度、起升速度、小車運行速度和工作級別等?，F(xiàn)要求單梁懸掛式起重機(jī)起重量為1t，跨度為15m單梁懸掛起重機(jī)是一種可廣泛應(yīng)于工礦，車間等場所的機(jī)械設(shè)備，它可于各種電動葫蘆配套使用。本次設(shè)計的起重機(jī)是由主梁，電動葫蘆，端梁及運行機(jī)組組成的單

3、梁懸掛式起重機(jī)，起重機(jī)的主梁設(shè)計成由普通工字鋼普通槽鋼及鋼板組成，我們把運行車輪部分和驅(qū)動部分設(shè)計成為一體。規(guī)定起重機(jī)的起重重量約為10KN，主梁橋架的跨度為15m，大車的運行速度為15m/mim，工作類型為中級，機(jī)構(gòu)運行持續(xù)時間為JC%=25，起重機(jī)的估計重量為100KN，小車的估計重量為25KN。 1.2.1主梁的設(shè)計： 主梁是由鋼板和工字鋼一起組焊而成的箱形結(jié)構(gòu)。工字鋼是電動葫蘆運行的軌道，實質(zhì)保證電動葫蘆能夠順利的橫向移動，根據(jù)電動葫蘆的軌距來選擇相應(yīng)的工字鋼的型號，主梁可以做成相等寬度的，即外邊是平整的；為了減輕結(jié)構(gòu)的自重，也可以將跨度中部的主梁寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s小。主梁的強(qiáng)度驗算

4、內(nèi)容主要包括在橋面跨度的中部危險截面的最大彎曲應(yīng)力和再主梁端部支撐處的截面上的剪應(yīng)力。主梁的跨度為15m。是有上下兩蓋板和兩塊相互垂直的腹板組成封閉箱型截面的實體板梁的連接。主梁的橫斷截面的厚度約為是5mm，翼緣板的厚度約為10mm,主梁上的走臺的寬度是取決于端梁的長度和大車運行機(jī)構(gòu)的平面的尺寸，主梁的跨度其中部的高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接的形式，主梁和端梁連接處得呀高度取h=0.4-0.6H，腹板的穩(wěn)定性有橫向加勁板和縱向夾緊板或者角鋼來維持并確保其穩(wěn)定性，縱向加緊條的焊接通常采用的是連續(xù)點焊，主梁的翼緣板和腹板的焊接通常采用的是鐵角焊縫。為了減少主梁在受載時的實際下?lián)献冃?，以?/p>

5、于起重機(jī)小車和大車機(jī)構(gòu)的正常運行，制造時主梁應(yīng)做成上彎曲的弧線形狀。這種上彎曲的弧線形就叫做主梁的上拱。與主梁下?lián)献冃我粯?，我們把將主梁弧線中的最大變形值稱為最大上拱。 1.2.2小車的設(shè)計： 小車主要是有起升機(jī)構(gòu)以及運行機(jī)構(gòu)還有小車架組成的。 在設(shè)計懸掛式起重機(jī)的小車時力求滿足以下幾個方面的要求： 1） 整臺起重機(jī)要與廠房建筑物的配合要適當(dāng)以及起重機(jī)小車要與橋架的配合也要適當(dāng)，起重機(jī)小車與橋架的互相配合，主要在于：小車的軌距要和橋架上的小車的軌距應(yīng)該是相同的；其次，小車上的橡膠緩沖器要與橋架上當(dāng)鐵位置要配合的恰當(dāng)好處，小車在平面布置的越緊湊，小車到橋架兩端的距離越遠(yuǎn)，那么起重機(jī)的工作

6、范圍就越大。 2） 在小車上機(jī)構(gòu)的布置以及同一機(jī)構(gòu)中的各零件的配合要求恰當(dāng)好處即適當(dāng)。起重機(jī)和小車的運行機(jī)構(gòu)在小車架的平面上的布置要求緊湊并且要合理，但兩者之間距離也不應(yīng)太小否則將造成維修不方便，或者造成小車架很難以設(shè)計。 起升機(jī)構(gòu)我們是采用的閉式傳動的方案，電動機(jī)主軸對于二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間是采用兩個半齒聯(lián)軸器和一個中間浮動的軸連接起來的，減速器的低速軸和卷筒之間采用的是圓柱齒輪傳動方案[4]。 運行機(jī)構(gòu)采用的是全部為閉式齒輪傳動，小車的四個車輪固定在小車架的四周，車輪采用帶有深溝球型軸承的組成的部件，電動機(jī)安裝在小車架的臺面上，由于電動機(jī)的輸出軸和車輪軸并不在同一個平面上，

7、所以運行機(jī)構(gòu)采用的是立式的三圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機(jī)輸出軸之間，以及減速器的兩個輸出軸端和車輪軸之間都是采用浮動軸的半齒聯(lián)軸器連接起來的。 小車架的設(shè)計，采用的是粗略的計算方法，靠現(xiàn)在相關(guān)的資料和實際工作經(jīng)驗來進(jìn)行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。 1.2.3端梁的設(shè)計： 端梁又稱橫梁，是支撐主梁與載荷的基礎(chǔ)，同時它也是聯(lián)系主梁與起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)的紐帶，式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的主要的承載構(gòu)件之一，也要求具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求，根據(jù)不同的使用要求與結(jié)構(gòu)要求等端梁的斷面形式與相應(yīng)的車輪連接的結(jié)構(gòu)形式也應(yīng)該是不一樣的。箱型結(jié)構(gòu)端梁的實際的受載荷情況相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，在

8、受載時通常不考慮端梁的自重作用，而只考慮以主梁最大值反力表示的垂直載荷和小車運行起、制動時引起的慣性載荷，或大車運行歪斜引起的車輪外側(cè)載荷表示的水平載荷端梁兩部分在起重機(jī)中有著重要的作用，他是承載平移運輸?shù)年P(guān)鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強(qiáng)度螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證端梁加在受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的； 1.2.4電動葫蘆 因為在懸掛式起重機(jī)上有電動葫蘆，為了方便檢查我們也對電動葫蘆進(jìn)行簡單的設(shè)計其主要參考為工廠里不叫成型的電動葫蘆。兩者雖然

9、結(jié)構(gòu)不一樣但工作原理是一樣的，在此簡單的敘述一下電動葫蘆的工作原理。 電動葫蘆的工作原理是：首先啟動起升電動機(jī)，起升電動機(jī)把重物緩緩的起升到適當(dāng)?shù)母叨?，然后啟動運行電動機(jī)，運行電動機(jī)把重物緩緩地運到指定的位置，這時運行小車在單工字鋼梁的上緣行走。行走時我們采用一個電動機(jī)驅(qū)動運行小車兩邊的車輪。但由于其行走速度相對比較小，因此運行小車往往不設(shè)有制動機(jī)構(gòu)。當(dāng)運行小車在行走的時侯，為防止重物由于重力的原因下降，我們在起升機(jī)構(gòu)上設(shè)置了一個電磁制動器。制動器是依靠彈簧的壓力把內(nèi)盤和外盤壓緊，原理和摩擦式離合器相似，松開的時侯利用電磁鐵通電以后吸住外盤并且使內(nèi)、外盤松開。電磁制動器的電路與起升電機(jī)的電路

10、是并聯(lián)的，因此只要起升電機(jī)一開始工作，電磁制動器就松開，使重物上或者是下升降都自如；當(dāng)電動機(jī)關(guān)閉時，那么電磁制動器也隨之?dāng)嚯?，電磁吸引力也隨之消失，在彈簧的壓力作用下，內(nèi)外盤緊緊壓住，起到相應(yīng)的制動的作用。 電動葫蘆在起吊物品時由于為防止超出上升的極限位置而造成安全事故，一般在卷筒的下部都裝設(shè)上升限位器。當(dāng)載荷上升達(dá)到極限位置時，壓板與限位開關(guān)兩者就接觸，關(guān)閉電源，阻止重物的繼續(xù)上升。限位器是為防止吊鈞上升超過極限位置時而用的，因此不能經(jīng)常使用。 1.3起重機(jī)設(shè)計的方法 因為起重機(jī)設(shè)計的主要目的是通過學(xué)習(xí)整臺機(jī)器的設(shè)計方法和設(shè)計步驟，提高我們分析問題和解決問題的能力。所以其主要內(nèi)容在于

11、起重機(jī)的繪圖及編寫設(shè)計計算說明書，在設(shè)計時應(yīng)多注意機(jī)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計工作確定起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和各部件的構(gòu)造。 2傳動方案： 起重機(jī)整體傳動方案如圖2-1所示： 圖2-1起重機(jī)傳動方案 1—電動機(jī)2--聯(lián)軸器 3—傳動軸 4—制動器 5—減速器 6—卷筒 7—軸承座 8—平滑滑輪 9—鋼絲繩 10—滑輪組 11—吊鉤 3.主要部件及其相關(guān)計算 作用在起重機(jī)上的載荷 眾所周知作用在起重機(jī)上的外載荷，式計算起重機(jī)的穩(wěn)定性，支腿壓力（或輪壓）、機(jī)構(gòu)零部件和金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及選擇原動機(jī)功率的重要的依據(jù)，作用在起重機(jī)上的外載荷應(yīng)根據(jù)實際情況來

12、進(jìn)行確定，主要有起升載荷，起重機(jī)自重載荷、重物偏擺引起的載荷、慣性合離心力載荷以及安裝載荷等 3.1大車 大車是保證起重機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)縱向運動的重要裝置之一，大車的設(shè)計好與壞將直接影響起重機(jī)的性能，把大車機(jī)構(gòu)傳動方案采用集中傳動，動力由“三合一”電機(jī)提供，通過由花鍵套聯(lián)接的左右花鍵軸分別帶動左右主動輪，從而使大車運行。如圖所示3-1所示：